Лабораторна робота № 6 Визначення заліза(ш) із сульфосаліциловою кислотою диференційним методом

Метод заснований на утворенні забарвлених комплексів заліза(III) із сульфосаліциловою кислотою (H₂SSal^–). Залежно від рН розчину можливе утворення трьох комплексів різного складу, що мають різну стійкість і забарвлення: моно-, ди- і трисульфосаліцилат заліза. Відповідні реакції комплексоутворення можна надати наступними умовними схемами.

При рН<3:

[FeSSal] – фіолетовий; К_стійк.=10¹⁷; _max=510 нм.

У слабкокислих і слабколужних розчинах, рН = 4 – 9:

[Fe(SSal)₂]^3– – червоний; К_стійк.=10²⁷; _max=480 нм.

При рН=9–12:

[Fe(SSal)₃]^6– – жовтий; К_стійк.=10³⁴; _max=420 нм.

При рН>12 відбувається розкладання комплексу з виділенням в осад гідроксиду заліза.

Оскільки вихід комплексних форм залежить від рН розчину (рис. 1.8), то реакції необхідно проводити в строго визначеному інтервалі кислотності, який відповідає максимальному виходу індивідуальної комплексної сполуки.

Рис. 1.8 Залежність виходу комплексів у системі Fe3+–H2SSal– від рН розчину	Рис. 1.9 Спектри поглинання комплексних сполук

Залізо(ІІІ) як d-елемент з повністю заповненим d-рівнем має хромофорну дію, тому для його визначення можна використовувати незабарвлені реагенти, до числа яких і належить сульфосаліцилова кислота. Забарвлення сульфосаліцилату заліза обумовлене переходом електронів з орбіталей, локалізованих на ліганді, на орбіталі, локалізовані на атомі металу.

З рис. 1.9 видно, що максимум поглинання моносульфосаліцилату заліза(ІІІ) знаходиться при 510 нм і визначення заліза(III) виконують, використовуючи зелений світлофільтр. Жовтий комплекс трисульфосаліцилату заліза [Fe(SSal)₃]^6– варто визначати використовуючи фіолетовий світлофільтр.

Сульфосаліцилатні комплекси більш стійкі, ніж роданідні, що дозволяє широко використовувати їх в аналізах для визначення заліза в присутності хлоридів, фосфатів, ацетатів і боратів. Визначенню заліза(ІІІ) у вигляді сульфосаліцилатного комплексу не заважають елементи, що утворюють безбарвні комплекси з цією кислотою, наприклад, Ві (ІІІ); Іn (III); Ga (III); Zr (IV); Hf (IV); Th (IV) при великому надлишку реагенту. Комплекси міді та алюмінію в кислому середовищі менш стійкі, ніж комплекси заліза(III), тому вони теж не заважають визначенню.

Необхідні прилади і реактиви:

1. Фотоколориметр і кювети.

2. Мірні колби місткістю 50 мл – 6 шт.

3. Стандартний розчин заліза, що містить 0,1 мг Fe у 1 мл.

4. Сульфосаліцилова кислота, 10%-вий розчин.

5. Сульфатна кислота – 1М розчин.

Методика роботи

1) Приготування серії стандартних розчинів. У мірні колби місткістю 50 мл з бюретки відміряють 2,5 мл, 5 мл, 7,5 мл, 10 мл і 12,5 мл стандартного розчину заліза, додають по 10 мл сульфосаліцилової кислоти, по 10 краплин 1М сульфатної кислоти і доводять об'єми рідини в колбах до мітки дистильованою водою.

2) Побудова калібрувального графіка. Для побудови калібрувального графіка вимірюють оптичну густину приготовленої серії стандартних розчинів відносно розчину № 3 при =540 нм. Так як фотометричні прилади не пристосовані для виміру негативних значень, тому при вимірюванні відносних оптичних густин менш забарвлених розчинів (№ 1, 2) відносно більш забарвленого (№ 3) компенсацію проводять на досліджуваному розчині, а отримане значення А записують з «–». Отримані дані заносять у таблицю 1.4 і будують графік, використовуючи як позитивну, так і негативну частину.

3) Визначення вмісту заліза в задачі. Розчин контрольної задачі готують так само як і стандартні, вимірюють його оптичну густину відносно розчину № 3 і за графіком знаходять відповідну їй концентрацію.

Таблиця 1.4

Результати визначення заліза(ІІІ) з сульфосаліциловою кислотою

№ п/п	Стандартний р-н Fe3+, мл	Вміст Fe3+, мг	А	А (задача)	m (Fe), мг
1	2,5	0,25
2	5,0	0,50
3	7,5	0,75
4	10,0	1,00
5	12,5	12,50